Sairecabur, by Gerard Prins, Licensed under CC BY-SA 3.0 via Wikimedia Commons

看到一则关于青藏高原的广告词：“这是地球上最接近太阳的地方！”

乍一看好像是真的，细想不对。

青藏高原是“世界屋脊”，海拔最高之地，海拔最高就是全球最高么？恐怕不是这么简单。地球不是完美的球形，拿覆盖在地球表面的薄薄一层水来做高度参照物，不是正解。

地球的自转把赤道部位甩得比南北极略鼓出来一些。厄瓜多尔的钦博拉索峰（Chimborazo）海拔只有6268米，但因为它在南纬1.5°，极近赤道，脚下踩着天然内增高，它的峰顶比珠穆朗玛峰顶还要远离地心2168米，是一座真真正正的世界最高峰。

还有，在任何时刻，地球被太阳直射的那一块离太阳最近，而其它部位则被球面弯向后方。这个几何原理决定了我们只能在南北回归线之间寻找最接近太阳的地方，青藏高原更要被淘汰了。

钦博拉索是全球的真正最高点，它又在赤道附近，有机会被太阳直射，那么它应该就是最接近太阳的地方了吧？

钦博拉索每年被太阳直射两次，一次春分前，一次秋分后。可惜，这两段时间，整个地球离太阳还不够近。

地球围绕太阳运行的轨道是一个椭圆。每年1月初，地球运行到近日点，这时，它比一年中任何时候都更靠近太阳。和7月初在远日点相比，二者之差约5百万公里。

在近日点这天，太阳直射南纬22°45’。这个纬度上的最高峰才是真正的离太阳最近的地方。我们来找一找。嗯，找到了，位于玻利维亚-智利边界上的塞雷卡布尔（Sairecabur）火山，南纬22°43’，5971米。

还差2’，会不会很要紧？计算一下，这个2’的差距会让峰顶再远离太阳1米，扭转不了大局。在这么小的纬度差上，身高显得更重要。但纬度差太大的话，身高就没优势了。同一天的钦博拉索，因为20°的纬度差，被地球球面向后扳了384公里。

日轮在近日点和远日点的大小差异

【警告】不能用肉眼直接观看太阳，更不能通过未经铝膜减光的照相机取景器观看太阳！必须在太阳光进入镜头前减光，而不能把减光膜放在取景器一端！

可能你还是觉得很冷，但今天，是一年当中整个地球最暖和的时候。地球正在通过近日点（北京时间今晚20点到达），椭圆轨道上里太阳最近的那个位置。此时的太阳也是一年中看起来最大的.

每年的1月初，地球经过近日点，7月初，经过远日点。两点的地日距离相差3.4%，这个差别可以被配备200mm长焦镜头的照相机察觉验证。

2013年7月6日，2014年1月4日，用同一机器、同一镜头的最大焦距分别拍到太阳如下两图。用Photoshop把两张照片按照“差值”方式叠加，就得到了题图中的光环。在Photoshop里测得远日点的太阳直径大约276像素，近日点的大约285像素，二者差异3.2%（每像素可带来0.4%的误差），基本上验证了前述之地日距离差异。

对南半球来说，现在算是小暑。再加上凑近太阳烤火的地球……雪龙号，整个世界只能帮你帮到这里了。

【注】嗯嗯，月份和地日距离的关系没有弄反，地球在冬天离太阳更近，夏天离太阳更远，这是真的。只要想得更广阔一些，把“冬天、夏天”替换成“北半球的冬天、北半球的夏天”，就能明白地球上的寒暑感觉是区域性的，是地球自转轴倾角带来的差异，日地距离对气温的影响相比之下可以忽略。

终于搞懂了一件事，闰月是怎么安插的。原来只要一个农历月不含“中气”（阳历月里，定期在每个月的22号附近出现的那个节气），后面就要放一个闰月。乍一听，闰月似乎会很多，实际上，大部分的农历月都能含一个“中气”，即使赶不上月末也能赶个月初。只有那些29天的农历月，前后正好卡在两个中气之间的（平均30天半的间隔），才需要闰。

这么得到的第一个简易推论，闰月的第一天一定出现在阳历的23号左右，这样它刚好错过前一个中气，也正好够不着后面那个。

第二个推论是，北半球的冬天，地球离太阳近，运行得快，作为阳历概念的节气（依太阳黄经而定）间隔稍短，夏天反之（参考阅读《手机上的天文》）。夏天的节气间隔较长，两个中气正好把一个农历月卡在中间的概率，夏天较高。闰五月（阳历7月）的数目应该比闰十一月（阳历1月）高得多。

找到验证信息了，从公元前103年到公元1644年，连续1747多年的记录，闰十一月出现了38次，最低。闰五月出现了70次，最高。推论被验证了。有趣的是它们各自的邻居都和它们分布相反，属于被它们抢夺或赠送中气的趋势。

阳历23日左右闰月第一天的这个推论也验证了，阳历的2014年10月24日就会闰九月（正好卡在霜降和小雪之间），再下一个闰月是2017年7月23日，错过了大暑、又没赶上处暑。

这条知识终于让我对二十四节气有了些敬意，而非仅仅把它理解为纯阳历的概念，以为中国古代的贡献无非就是为它们命名，赋以物候的含义用于指导北方农业生产。我对二十四节气的新理解是这样的：虽然在月亮历法里，二十四节气显得很麻烦很不合群，每年都得推算，但多亏了这些节气，起到校准的作用，把太阴历和太阳历的偏移量控制在30天以内。

以下数据来源维基百科：

公元前103年至公元1644年：

1810年到2409年的600年里，闰月分布则是（天文数据观测更精密，分布曲线更平滑）：

天文离我们并不远，从自己的手机上就可以研究一些天文。

举例来说，查查自己的手机日历，看看今年的春分、今年的秋分以及明年的春分是哪天？ 2008年3月20日、2008年9月22日和2009年3月20日，对吧。现在我们再稍微花点时间，算算这三个日子之间的时间差。你会发现，2008年春天，太阳从直射赤道（春分）向北出发，抵达北回归线（夏至）后掉头向南，再次到达赤道（秋分）共花了186天。而在南半球进行的相似过程（从秋分到来年春分），却只用了179天。北半球的春夏比秋冬长7天，这是怎么回事呢？

出乎意料的事实是，地球北半球的夏季时节，地球距离太阳比北半球的冬季时节更远些^*。物理学又说，在远离太阳的轨道上，行星运行的速度比较慢；在靠近太阳的轨道上，行星运行的速度比较快。本来半径较大的轨道就比较长，再以更慢的速度运行，晚点现象就更严重了。这就是春夏比秋冬多出7天的原因。

让我们考虑得再深一点，问自己一个更难的问题：地球在一年的什么时候离太阳最近？要回答这个问题，依然没有超过手机的范围。事实上，这个问题和刚才的问题实质是一样的，只是把一年分得更细一些，需要的数据更多一些而已。这多出来的数据就是二十四节气。

可能很多人以为二十四节气是中国农历的词汇，但是它们确确实实是阳历的概念。天文学规定，太阳运行到黄经0度的一瞬间被称为春分，以后太阳每运行15度，即是下一个节气：清明是黄经15度，谷雨是黄经30度，依此类推。

让我们从手机上把任意一年的24个节气找出来，计算出每两个相邻节气的天数之差。你会发现，小寒（1月5号）附近，节气天数差的值是最小的，即此处地球运行速度最快，距离太阳最近。有时你可能会发现小寒附近的天数差不是最小，例如2008年的大雪到冬至是14天，立春到雨水也是14天，而冬至到小寒、小寒到大寒、大寒到立春都是15天。这是因为以“天”来计算的结果十分粗糙，有时，“14天”可能比“15天”更长些！如果你有小时候看那种纸版日历的记忆：今日立春（3点17分），你就很容易明白我说的是什么。从今天的23点59分到明天的0点1分只有两分钟，但在日历上算是差了一天；今天的0点1分和23点59分之间差了将近一天，但在日历上没有区别。所以，如果遇到这种14-15-15-15-14的情况出现，那么，中间的那个15可以被认为是整个序列的最小值。

为了减少这种因为数字化运算造成的误差，产生更有说服力的结果，我们可以取十年的序列做平均，把数据抹得更平滑一些。读者不必自己做实验了，我这里已经把2001年到2010年的240个日子记了下来，算出所有相邻节气的时间差，并做了十年的平均，以及六次多项式的光滑曲线。点这里看所有的数据吧（Excel格式）。

在下面的图中，纵轴的数字是相邻节气的相差天数，横轴的数字是节气编号：1代表春分到清明^@，19代表冬至到小寒，20代表小寒到大寒。瞧！小寒确实是地球离太阳最近时的节气。

* 开普勒定律：行星围绕太阳运转的轨道是一个椭圆，太阳在椭圆的一个焦点上。在椭圆轨道上运行的物体必然距离焦点时近时远。常见的一个问题是，既然夏天地球离太阳更远，为什么地球夏天比冬天热呢？提出这问题的人是北半球本位主义者，南半球的人就不会觉得很诧异。这个“不诧异”也是基于错误的理解上的。地球的各处寒热不同，是因为太阳直射斜射的差异，而不是因为距日远近。

@ 我为什么喜欢拿春分作第一个数据点？因为它是天文学上的新年：太阳运行到黄经0度是春分。春分在天文学上是春季的第一天（而不是立春！）。即使是星相学里，也把白羊作为黄道十二宫的第一宫，因为它的第一天是春分。